Skip to main content
SpringerLink
Log in

Determination of the cascade-curve maximum depth from the muon component on the Yakutsk EAS array

  • Nuclei, Particles, Fields, Gravitation, and Astrophysics
  • Published:
Journal of Experimental and Theoretical Physics Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The lateral distribution of muons with a threshold E µ secθ GeV in extensive air showers with E 0 ≥ 1017 eV over the period of observations on the Yakutsk array from November 2011 to June 2013 has been investigated. It follows from this distribution that the cascade-curve maximum depth X m in the energy range (1–5) × 1017 eV increases relatively rapidly, because the cosmic-ray composition changes from iron nuclei dominating at E 0 ≈ 1017 eV to protons.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  1. A. V. Glushkov, V. M. Grigoriev, N. N. Efimov, M. L. Pravdin, O. S. Diminstein, and V. F. Sokurov, in Proceedings of the 16th International Cosmic Ray Conference (ICRC), Kyoto, Japan, August 6–18, 1979 (Kyoto, 1979), Vol. 8, p. 158.

    Google Scholar 

  2. A. V. Glushkov, N. N. Efimov, I. T. Makarov, and M. I. Pravdin, in Proceedings of the 19th International Cosmic Ray Conference (ICRC), La Jolla, California, United States, August 11–23, 1985 (La Jolla, 1985), Vol. 7, p. 48.

    Google Scholar 

  3. M. N. Dyakonov, A. A. Ivanov, S. P. Knurenko, V. A. Kolosov, I. Ye. Sleptsov, and G. G. Struchkov, in Proceedings of the 23th International Cosmic Ray Conference (ICRC), Calgary, Canada, July 19–30, 1993 (Calgary, 1993), Vol. 4, p. 303.

    Google Scholar 

  4. T. K. Gaisser, T. Stanev, S. Tilav, S. C. Corbato, H. Y. Dai, B. R. Dawson, J. W. Elbert, B. Emerson, D. B. Kieda, M. Luo, S. Ko, C. Larsen, E. C. Loh, M. H. Salamon, J. D. Smith, P. Sokolsky, P. Sommers, J. Tang, S. B. Thomas, and D. J. Bird, Phys. Rev. D: Part. Fields 47, 1919 (1993).

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. T. Abu-Zayyad, K. Belov, D. J. Bird, J. Boyer, Z. Cao, M. Catanese, G. F. Chen, R. W. Clay, C. E. Covault, H. Y. Dai, B. R. Dawson, J. W. Elbert, B. E. Fick, L. F. Fortson, J. W. Fowler, K. G. Gibbs, M. A. K. Glasmacher, K. D. Green, Y. Ho, A. Huang, C. C. Jui, M. J. Kidd, D. B. Kieda, B. C. Knapp, S. Ko, C. G. Larsen, W. Lee, E. C. Loh, E. J. Mannel, J. Matthews, J. N. Matthews, B. J. Newport, D. F. Nitz, R. A. Ong, K. M. Simpson, J. D. Smith, D. Sinclair, P. Sokolsky, P. Sommers, C. Song, J. K. K. Tang, S. B. Thomas, J. C. van der Velde, L. R. Wiencke, C. R. Wilkinson, S. Yoshida, and X. Z. Zhang, Astrophys. J. 557, 686 (2001).

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. J. Abraham, P. Abreu, M. Aglietta, E. J. Ahn, D. Allard, I. Allekotte, J. Allen, J. Alvarez-Muñiz, M. Ambrosio, L. Anchordoqui, S. Andringa, T. Antičić, A. Anzalone, C. Aramo, E. Arganda, K. Arisaka, F. Arqueros, H. Asorey, P. Assis, J. Aublin, M. Ave, G. Avila, T. Bäcker, D. Badagnani, M. Balzer, K. B. Barber, A. F. Barbosa, S. L. C. Barroso, B. Baughman, P. Bauleo, J. J. Beatty, B. R. Becker, K. H. Becker, A. Bellétoile, J. A. Bellido, S. BenZvi, C. Berat, T. Bergmann, X. Bertou, P. L. Biermann, P. Billoir, O. Blanch-Bigas, F. Blanco, M. Blanco, C. Bleve, H. Blümer, M. Boháčová, D. Boncioli, C. Bonifazi, R. Bonino, N. Borodai, J. Brack, P. Brogueira, W. C. Brown, R. Bruijn, P. Buchholz, A. Bueno, R. E. Burton, N. G. Busca, K. S. Caballero-Mora, L. Caramete, R. Caruso, A. Castellina, O. Catalano, G. Cataldi, L. Cazon, R. Cester, J. Chauvin, A. Chiavassa, J. A. Chinellato, A. Chou, J. Chudoba, R. W. Clay, E. Colombo, M. R. Coluccia, R. Conceição, F. Contreras, H. Cook, M. J. Cooper, J. Coppens, A. Cordier, U. Cotti, S. Coutu, C. E. Covault, A. Creusot, A. Criss, J. Cronin, A. Curutiu, S. Dagoret-Campagne, R. Dallier, K. Daumiller, B. R. Dawson, R. M. de Almeida, M. De Domenico, C. De Donato, S. J. de Jong, G. De La Vega, W. J. M. de Mello Junior, J. R. T. de Mello Neto, I. De Mitri, V. de Souza, K. D. de Vries, G. Decerprit, L. del Peral, O. Deligny, A. Della Selva, C. D. Fratte, H. Dembinski, C. Di Giulio, J. C. Diaz, M. L. D. Castro, P. N. Diep, C. Dobrigkeit, J.C. D’Olivo, P. N. Dong, A. Dorofeev, J. C. dos Anjos, M. T. Dova, D. D’Urso, I. Dutan, M. A. DuVernois, J. Ebr, R. Engel, M. Erdmann, C. O. Escobar, A. Etchegoyen, P. F. S. Luis, H. Falcke, G. Farrar, A. C. Fauth, N. Fazzini, A. Ferrero, B. Fick, A. Filevich, A. Filipčič, I. Fleck, S. Fliescher, C. E. Fracchiolla, E. D. Fraenkel, U. Fröhlich, W. Fulgione, R. F. Gamarra, S. Gambetta, B. García, D. G. Gámez, D. Garcia-Pinto, X. Garrido, G. Gelmini, H. Gemmeke, P. L. Ghia, U. Giaccari, M. Giller, H. Glass, L. M. Goggin, M. S. Gold, G. Golup, F. G. Albarracin, M. G. Berisso, P. Gonçalves, D. Gonzalez, J. G. Gonzalez, D. Góra, A. Gorgi, P. Gouffon, S. R. Gozzini, E. Grashorn, S. Grebe, M. Grigat, A. F. Grillo, Y. Guardincerri, F. Guarino, G. P. Guedes, J. D. Hague, V. Halenka, P. Hansen, D. Harari, S. Harmsma, J. L. Harton, A. Haungs, T. Hebbeker, D. Heck, A. E. Herve, C. Hojvat, V. C. Holmes, P. Homola, J. R. Hörandel, A. Horneffer, M. Hrabovský, T. Huege, M. Hussain, M. Iarlori, A. Insolia, F. Ionita, A. Italiano, S. Jiraskova, K. Kadija, M. Kaducak, K. H. Kampert, T. Karova, P. Kasper, B. Kégl, B. Keilhauer, A. Keivani, J. Kelley, E. Kemp, R. M. Kieckhafer, H. O. Klages, M. Kleifges, J. Kleinfeller, R. Knapik, J. Knapp, D.-H. Koang, A. Krieger, O. Krömer, D. Kruppke-Hansen, F. Kuehn, D. Kuempel, K. Kulbartz, N. Kunka, A. Kusenko, G. La Rosa, C. Lachaud, B. L. Lago, P. Lautridou, M. S. A. B. Leão, D. Lebrun, P. Lebrun, J. Lee, M. A. Leigui de Oliveira, A. Lemiere, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, R. López, A. L. Agüera, K. Louedec, J. Lozano Bahilo, A. Lucero, M. Ludwig, H. Lyberis, M. C. Maccarone, C. Macolino, S. Maldera, D. Mandat, P. Mantsch, A. G. Mariazzi, V. Marin, I. C. Maris, H. R. M. Falcon, G. Marsella, D. Martello, O. M. Bravo, H. J. Mathes, J. Matthews, J. A. J. Matthews, G. Matthiae, D. Maurizio, P. O. Mazur, M. McEwen, G. Medina-Tanco, M. Melissas, D. Melo, E. Menichetti, A. Menshikov, C. Meurer, S. Mičanović, M. I. Micheletti, W. Miller, L. Miramonti, S. Mollerach, M. Monasor, D. Monnier Ragaigne, F. Montanet, B. Morales, C. Morello, E. Moreno, J. C. Moreno, C. Morris, M. Mostafá, S. Mueller, M. A. Muller, R. Mussa, G. Navarra, J. L. Navarro, S. Navas, P. Necesal, L. Nellen, P. T. Nhung, N. Nierstenhoefer, D. Nitz, D. Nosek, L. Nožka, M. Nyklicek, J. Oehlschläger, A. Olinto, P. Oliva, V. M. Olmos-Gilbaja, M. Ortiz, N. Pacheco, D. P. Selmi-Dei, M. Palatka, J. Pallotta, N. Palmieri, G. Parente, E. Parizot, S. Parlati, A. Parra, J. Parrisius, R. D. Parsons, S. Pastor, T. Paul, V. Pavlidou, K. Payet, M. Pech, J. Pekala, R. Pelayo, I. M. Pepe, L. Perrone, R. Pesce, E. Petermann, S. Petrera, P. Petrinca, A. Petrolini, Y. Petrov, J. Petrovic, C. Pfendner, R. Piegaia, T. Pierog, M. Pimenta, V. Pirronello, M. Platino, V. H. Ponce, M. Pontz, P. Privitera, M. Prouza, E. J. Quel, J. Rautenberg, O. Ravel, D. Ravignani, A. Redondo, B. Revenu, F. A. S. Rezende, J. Ridky, S. Riggi, M. Risse, P. Ristori, C. Rivière, V. Rizi, C. Robledo, G. Rodriguez, J. Rodriguez Martino, J. R. Rojo, I. Rodriguez-Cabo, M. D. Rodríguez-Frías, G. Ros, J. Rosado, T. Rossler, M. Roth, B. Rouillé-d’Orfeuil, E. Roulet, A. C. Rovero, F. Salamida, H. Salazar, G. Salina, F. Sánchez, M. Santander, C. E. Santo, E. Santos, E. M. Santos, F. Sarazin, S. Sarkar, R. Sato, N. Scharf, V. Scherini, H. Schieler, P. Schiffer, A. Schmidt, F. Schmidt, T. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, J. Schovancova, P. Schovánek, F. Schroeder, S. Schulte, F. Schüssler, D. Schuster, S. J. Sciutto, M. Scuderi, A. Segreto, D. Semikoz, M. Settimo, A. Shadkam, R. C. Shellard, I. Sidelnik, B. B. Siffert, G. Sigl, A. Śmiałkowski, R. Šmída, G. R. Snow, P. Sommers, J. Sorokin, H. Strazzeri, A. Stutz, F. Suarez, T. Suomijärvi, A. D. Supanitsky, T. Šuša, M. S. Sutherland, J. Swain, Z. Szadkowski, A. Tamashiro, A. Tamburro, A. Tapia, T. Tarutina, O. Taşcàu, R. Tcaciuc, D. Tcherniakhovski, D. Tegolo, N. T. Thao, D. Thomas, J. Tiffenberg, C. Timmermans, W. Tkaczyk, C. J. Todero Peixoto, B. Tomé, A. Tonachini, P. Travnicek, D. B. Tridapalli, G. Tristram, E. Trovato, M. Tueros, R. Ulrich, M. Unger, M. Urban, J. F. Valdés Galicia, I. Valiño, L. Valore, A. M. van den Berg, J. R. Vázquez, R. A. Vázquez, D. Veberič, T. Venters, V. Verzi, M. Videla, L. Villaseñor, S. Vorobiov, L. Voyvodic, H. Wahlberg, P. Wahrlich, O. Wainberg, D. Warner, A. A. Watson, S. Westerhoff, B. J. Whelan, G. Wieczorek, L. Wiencke, B. Wilczyńska, H. Wilczyński, C. Williams, T. Winchen, M. G. Winnick, B. Wundheiler, T. Yamamoto, P. Younk, G. Yuan, A. Yushkov, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, I. Zaw, A. Zepeda, and M. Ziolkowski [Pierre Auger Collab.], Phys. Rev. Lett. 104, 091101 (2010).

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. E. Barcikowski, J. Bellido, J. Belz, Y. Egorov, S. Knurenko, V. de Souza, Y. Tameda, Y. Tsunesada, and M. Unger, Europhys. J., Web Conf. 53, 01006 (2013).

    Article  Google Scholar 

  8. C. C. H. Jui, R. U. Abbasi, M. Abe, T. Abu-Zayyad, M. Allen, R. Anderson, R. Azuma, E. Barcikowski, J.W. Belz, D. R. Bergman, S. A. Blake, R. Cady, M. J. Chae, B. G. Cheon, J. Chiba, M. Chikawa, W. R. Cho, T. Fujii, M. Fukushima, T. Goto, W. Hanlon, Y. Hayashi, N. Hayashida, K. Hibino, K. Honda, D. Ikeda, N. Inoue, T. Ishii, R. Ishimori, H. Ito, D. Ivanov, K. Kadota, F. Kakimoto, O. Kalashev, K. Kasahara, H. Kawai, S. Kawakami, S. Kawana, K. Kawata, E. Kido, H. B. Kim, J. H. Kim, J. H. Kim, S. Kitamura, Y. Kitamura, V. Kuzmin, Y. J. Kwon, J. Lan, S. I. Lim, J. P. Lundquist, K. Machida, K. Martens, T. Matsuda, T. Matsuyama, J. N. Matthews, M. Minamino, K. Mukai, I. Myers, K. Nagasawa, S. Ogio, J. Ogura, M. Ohnishi, H. Ohoka, K. Oki, T. Okuda, M. Ono, A. Oshima, S. Ozawa, I. H. Park, M. S. Pshirkov, D. C. Rodriguez, G. Rubtsov, D. Ryu, H. Sagawa, N. Sakurai, A. L. Sampson, L. M. Scott, P. D. Shah, F. Shibata, T. Shibata, H. Shimodaira, B. K. Shin, J. D. Smith, P. Sokolsky, R. W. Springer, B. T. Stokes, S. R. Stratton, T. A. Stroman, T. Suzawa, M. Takamura, M. Takeda, R. Takeishi, A. Taketa, M. Takita, Y. Tameda, H. Tanaka, K. Tanaka, M. Tanaka, S. B. Thomas, G. B. Thomson, P. Tinyakov, I. Tkachev, H. Tokuno, T. Tomida, S. Troitsky, Y. Tsunesada, K. Tsutsumi, Y. Uchihori, S. Udo, F. Urban, G. Vasiloff, T. Wong, R. Yamane, H. Yamaoka, K. Yamazaki, J. Yang, K. Yashiro, Y. Yoneda, S. Yoshida, H. Yoshii, R. Zollinger, and Z. Zundel [Telescope Array Collab.], in Proceedings of the APS Division of Particle and Fields (DPF) Meeting, Brown University, Providence, Rhode Island, United States, August, 2011 (Providence, 2011). arXiv:1110.0133.

    Google Scholar 

  9. V. V. Prosin, S. F. Berezhnev, N. M. Budnev, A. Chiavassa, O. A. Chvalaev, O. A. Gress, A. N. Dyachok, S. N. Epimakhov, N. I. Karpov, N. N. Kalmykov, E. N. Konstantinov, A. V. Korobchenko, E. E. Korosteleva, V. A. Kozhin, L. A. Kuzmichev, B. K. Lubsandorzhiev, N. B. Lubsandorzhiev, R. R. Mirgazov, M. I. Panasyuk, L. V. Pan’kov, E. G. Popova, V. S. Ptuskin, Yu. A. Semeney, A. A. Silaev, A. A. Silaev, Jr., A. V. Skurikhin, C. Spiering, L. G. Sveshnikova, I. V. Yashin, and A. V. Zagorodnikov, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 756, 94 (2014). http://dx.doi.org/10.1016/j,nima.2013.09.018.

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. A. V. Glushkov and M. I. Pravdin, JETP Lett. 95(9), 439 (2012).

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. A. V. Glushkov and A. V. Saburov, JETP Lett. 98(10), 589 (2013).

    Article  Google Scholar 

  12. J. Linsley, L. Scarsi, and B. Rossi, J. Phys. Soc. Jpn. 17(Suppl. A-III), 91 (1962).

    Google Scholar 

  13. A. V. Glushkov, O. S. Diminshtein, N. N. Efimov, et al., in A Collection of Scientific Works (Yakutsk Affiliate of the Siberian Branch of the Academy of Sciences of the Soviet Union, Yakutsk, 1976), p. 45 [in Russian].

    Google Scholar 

  14. K. Greisen, Annu. Rev. Nucl. Sci. 10, 63 (1960).

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. N. N. Kalmykov, S. S. Ostapchenko, and A. I. Pavlov, Nucl. Phys. B, Proc. Suppl. 52, 17 (1997).

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. S. S. Ostapchenko, Phys. Rev. D: Part., Fields, Gravitation, Cosmol. 83, 014018 (2011).

    Article  Google Scholar 

  17. D. Heck, J. Knapp, J. N. Capdevielle, G. Schatz, and T. Thouw, Forschungszentrum Karlsruhe Rep. FZKA 6019 (1988).

    Google Scholar 

  18. H. Ulrich, T. Antoni, W. D. Apel, F. Badea, K. Bekk, A. Bercuci, J. Blümer, H. Bozdog, I. M. Brancus, A. Chilingarian, K. Daumiller, P. Doll, R. Engel, J. Engler, F. Feßler, H. J. Gils, R. Glasstetter, A. Haungs, D. Heck, J. R. Hörandel, K.-H. Kampert, H. O. Klages, G. Maier, H. J. Mathes, H. J. Mayer, J. Milke, M. Müller, R. Obenland, J. Oehlschläger, S. Ostapchenko, M. Petcu, H. Rebel, A. Risse, M. Risse, M. Roth, G. Schatz, H. Schieler, J. Scholz, T. Thouw, J. van Buren, A. Vardanyan, A. Weindl, J. Wochele, J. Zabierowski, and S. Zagromski [KAS-CADE Collab.], in Proceedings of the 27th International Cosmic Ray Conference (ICRC), Hamburg, Germany, 7–15 August, 2001 (Hamburg, 2001), Vol. 2, p. 97.

    Google Scholar 

  19. A. V. Glushkov, L. G. Dedenko, N. N. Efimov, N. N. Efremov, I. T. Makarov, P. D. Petrov, and M. I. Pravdin, Izv. Akad. Nauk SSSR 50, 2166 (1986).

    Google Scholar 

  20. L. G. Dedenko, G. F. Fedorova, T. M. Roganova, A. V. Glushkov, S. P. Knurenko, A. K. Makarov, L. T. Makarov, M. I. Pravdin, A. A. Sabourov, and I. Ye. Sleptsov, J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 39, 095202 (2012).

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Shafer Institute of Space Physics and Aeronomy, Yakutsk Research Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Yakutsk, 677891, Russia

    A. V. Glushkov & A. V. Saburov

Authors
  1. A. V. Glushkov
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. A. V. Saburov
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to A. V. Glushkov.

Additional information

Original Russian Text © A.V. Glushkov, A.V. Saburov, 2014, published in Zhurnal Eksperimental’noi i Teoreticheskoi Fiziki, 2014, Vol. 146, No. 5, pp. 968–972.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Glushkov, A.V., Saburov, A.V. Determination of the cascade-curve maximum depth from the muon component on the Yakutsk EAS array. J. Exp. Theor. Phys. 119, 848–853 (2014). https://doi.org/10.1134/S1063776114110065

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1134/S1063776114110065

Keywords

Search

Navigation